Введение

Громадные объемы производства чугуна доменными печами требуют совершенствования вспомогательного оборудования доменного цеха. Использование машин современных конструкций обеспечивает достижение необходимой производительности и выполнение задач, поставленных перед доменным производством.

Доменное производство возникло многие века назад, постоянно развиваясь и совершенствуясь. Развитие идет по пути увеличение объема доменных печей, увеличение температуры в печи и самое главное на увеличения качества чугуна, требуя соответственного развития технологического оборудования.

В последние годы в проектирование доменного оборудования большое значение придается увеличению разнообразия приводов машин, увеличению сроков службы оборудования, при проектировании учитываются условия применения машин, физического и математического моделирования, позволяющие выбрать оптимальные параметры рабочих процессов и на их основе создавать высокоэффективные машины.

Производством машин для доменных печей занимаются многочисленные предприятия всего мира. Мощность предприятий отечественного машиностроения дают вероятность полностью обеспечить доменщиков необходимым современным оборудованием высокого качества на уровне самых современных иностранных аналогов.

Технологические процессы доменного производства

На рис. 1 изображена схема доменного производства на металлургическом заводе. Сырьевые материалы в бункере вагон-весов подвозятся со склада шихтовых материалов к загрузоч­ной (скиповой) яме и через промежуточную направляющую воронку 2 высыпаются в загрузочную вагонетку (скип) 3.

Рис. 1. Принципиальная схема доменного производства

Сырьем для производства чугуна являются окатыши, руда, агломерат и т.п. с перерабатывающих заводов, поступающая железнодорожным транспортом в доменный цех.

После этого скип под­нимается стальным канатом по рельсам наклонного подъемника домен­ной печи до самой верхней точки 3а и там опрокидывается. Шихтовые материалы через загрузочное устройство 4, 5 и 5а попадают в домен­ную печь, которая имеет колошник, шахту, распар, заплечики и горн. Используемое сырье приведено в табл. 1.

Таблица 1

Наименование поступающей продукции за 2001 г.

Кол-во, тон

Окатыши: Лебединские ССГОК Качканарские Михайловские Руда: Атасуйская Богословская Агломерат: Местный Лябяжинский Бакальский Высокогорский отсев агломерата Железорудная шихта: Шлак сварочный Корольки Руда марг. Жайренская Металлошихта: Металлодобавки Скрап Лом чуг. со шлак. отвал Селикомарганец Ферромарганец Ферросилиций Флюсы: Известняк Кварцит Щебень Фракциониров. Шлак. Плавиковый шпат Топливо: Кокс сухой Потери кокса Отсев кокса Газ природный

271474 5135805 319337 80207 0 9550 8264243 0 0 0 300976 20646 52747 5129 0 0 4555 0 0 0 14589 12170 0 6152 0 3808927 286471 0 808201

Колошник предназначается для приемки шихтовых материалов и отвода газов. Он имеет цилиндрическую форму и примыкает к по­степенно расширяющейся книзу шахте печи. Самая широкая цилин­дрическая часть доменной печи — распар — соединяет шахту с запле­чиками. Заплечики несколько сужаются книзу и сопрягаются с нижней частью доменной печи — горном. В верхней части горна, имеющего форму цилиндра, расположены дутьевые фурмы для подачи горячего воздуха в доменную печь. Нижняя часть горна заканчивается лещадью, на которой собираются, а затем выпускаются через

летки чугун и шлак.

Холодное дутье, подаваемое воздуходувной машиной, проходит через разогретую огнеупорную насадку воздухонагревателя (каупера) 6, где подогревается до необходимой температуры. Пока насадка воздухонагревателя 6 отдает свое тепло холодному воздуху и остывает, во втором воздухонагревателе 7 накапливается тепло, которое выделяется в нем при сжигании колошникового газа, поступающего из газоочистителя 8. Продукты горения колошникового газа из воздухонагревателя 7 выбрасываются в дымовую трубу 9. По­сле остывания огнеупорной насадки воздухонагревателя б и достаточ­ного разогрева огнеупорной насадки воздухонагревателя 7 холодное дутье направляется в воздухонагреватель 7, а воздухонагреватель 6 разогревается колошниковым газом.

Современная доменная печь поглощает большое количество шихто­вых материалов и воздуха и требует высокой организованности в рабо­те всех участков доменного цеха. Например, для производства тонны передельного чугуна в доменную печь необходимо подать 1900 кг офлю­сованного агломерата и руды, около 700 кг кокса и 2200 нм^з/мин воз­душного дутья. При этом в доменной печи наряду с чугуном будет получено около 700 кг шлака и 3000 нм³ колошникового газа.

На рис. 2. изображен поперечный разрез доменной печи полезным объемом 2002 м³ со вспомогательным оборудованием. Доменная печь 2, загрузочное устройство 1 смонтированы на прочном железобетонном фундаменте.

Огнеупорная кладка доменной печи делается обычно из высоко­качественного шамотного кирпича.

Кладка колошника и шахты доменной печи охватывается сталь­ным кожухом с пропущенными через него коробчатыми холодильни­ками для циркуляции охлаждающей воды. Кладка лещади, горна и заплечиков заключена для прочности в стальную броню с плитовыми холодильниками. Чугунная летка располагается на 400—500 мм выше лещади, поэтому на лещади всегда лежит неподвижный слой жидкого чугуна, предохраняющий ее от разрушения. Чугунная летка выполнена в форме канала в кирпичной кладке горна. Между выпусками чугуна этот канал забивают огнеупорной массой. Шлаковая летка припод­нята над лещадью на 1,5—1,6 м. Она представляет собой латунную или медную коническую водоохлаждаемую кольцевую коробку (фур­му), узкое отверстие которой направлено внутрь печи, а более широкое наружное—в сторону сливного желоба для шлака.

Горячее дутье подается к водоохлаждаемым медным фурмам через воздухопровод горячего дутья, кольцевую трубу, охватывающую домен­ную лечь на уровне заплечиков, и футерованные рукава.

На колошнике доменной печи располагается засыпное устройство, состоящее из двух независимо действующих частей: приемной вращаю­щейся воронки и закрывающего ее малого конуса; неподвижной боль­шой загрузочной воронки (чаши) и запирающего ее большого конуса. Приемная воронка вместе с малым конусом после загрузки оче­редной порции шихты может поворачиваться на 60°. Это позволяет равномерно распределять материалы на поверхности большого конуса перед засыпкой шихты в доменную печь. Маневрирование большим и малым конусами загрузочного устройства доменной печи произво­дится независимо друг от друга.

Рис. 2. Поперечный разрез доменного цеха

Сырьевые материалы, прошедшие предварительную подготовку к плавке, поступают в специальных загонах на рудный двор 7, распо­ложенный параллельно линии печей. Рудный двор обслуживается мо­стовым краном 6, при помощи которого материалы со склада перегру­жаются в приемные бункеры доменных печей на эстакаде 5. Кокс подается в бункеры специальным транспортером 4. Сырьевые мате­риалы поступают с эстакады на колошник доменной печи при помощи скипового подъемника 3.